一种用于激光测距的口径可调接收系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于激光测距的口径可调接收系统，包括接收器，接收器封装于管壳中，管壳上正对接收器设置有光线入射窗，其特征在于，光线入射窗与接收器之间依次设置有视场光阑和接收光学结构，视场光阑设置于靠近光线入射窗的一侧，视场光阑设置有孔径可调节的第一中心孔，以调节入射光线区域范围，接收光学结构包括依次设置的多个光学透镜，多个光学透镜依次改变入射光线的角度，将入射光线聚焦于接收器，光学透镜之间设置有孔径光阑，孔径光阑设置有孔径可调节的第二中心孔

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光测距的口径可调接收系统


[0001]本专利技术涉及激光测距
，特别是涉及一种用于激光测距的口径可调接收系统
。

技术介绍

[0002]激光测距的接收器2通常采用管壳1进行封装
。
如图1所示，该管壳1具有较大的用于设置接收器2的平面底面，并设置平行于平面底面且正对接收器2的光线入射窗3，测距系统往往需要较大的开窗以接收大数值的光线，并且允许接收系统具有较小的接收视场角度
(
例如：
3mrad)
；较大的开窗导致较多的环境光进入光线入射窗3，对信号光造成干扰，影响测量结果的准确性；同时，虽然有较大的开窗，但是无法保证大多数的入射光线射到接收器2的接收靶面上，使得接收器2对入射光线变化的灵敏度较低，影响测量精度
。
[0003]因此，有必要提供一种用于激光测距的口径可调接收系统，以有效解决上述问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种用于激光测距的口径可调接收系统，设置视场光阑，通过调节视场光阑的孔径大小，减小环境光的影响；设置接收光学结构，将入射光线聚焦于接收器，提高测量精度
。
[0005]本专利技术实施例提供一种用于激光测距的口径可调接收系统，包括接收器，所述接收器封装于管壳中，所述管壳上正对所述接收器设置有光线入射窗，所述光线入射窗与所述接收器之间依次设置有视场光阑和接收光学结构，所述视场光阑设置于靠近所述光线入射窗的一侧，所述视场光阑设置有孔径可调节的第一中心孔，以调节入射光线区域范围，所述接收光学结构包括依次设置的多个光学透镜，多个所述光学透镜依次改变入射光线的角度，将入射光线聚焦于所述接收器，所述光学透镜之间设置有孔径光阑，所述孔径光阑设置有孔径可调节的第二中心孔，所述第二中心孔允许入射光线通过
。
[0006]优选地，所述光学透镜靠近所述视场光阑的一面为第一面，靠近所述接收器的一面为第二面，所述接收光学结构包括在所述视场光阑与所述接收器之间依次间隔设置的第一透镜
、
第二透镜
、
第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为凹凸透镜，所述第一透镜的所述第一面为凸面，所述第一透镜的所述第二面为凹面；所述第二透镜为双凹透镜，所述第二透镜的所述第一面与所述第二面均为凹面；所述第三透镜为双凸透镜，所述第三透镜的所述第一面与所述第二面均为凸面；所述第四透镜为平凸透镜，所述第四透镜的所述第一面为凸面，所述第四透镜的所述第二名为平面
。
[0007]优选地，所述第一透镜
、
所述第二透镜
、
所述第三透镜和所述第四透镜分别满足以下公式：
[0008][0009][0010][0011][0012]其中，
f1为所述第一透镜的焦距，其取值为
47.51mm
；
n1为所述第一透镜的折射率；
R
11
为所述第一透镜的所述第一面的曲率半径；
R
12
为所述第一透镜的所述第二面的曲率半径；
d1为所述第一透镜的中心厚度；
[0013]f2为所述第二透镜的焦距，其取值为
‑
26.44mm
；
n2为所述第二透镜的折射率；
R
21
为所述第二透镜的所述第一面的曲率半径；
R
22
为所述第二透镜的所述第二面的曲率半径；
d2为所述第二透镜的中心厚度；
[0014]f3为所述第三透镜的焦距，其取值为
59.42mm
；
n3为所述第三透镜的折射率；
R
31
为所述第三透镜的所述第一面的曲率半径；
R
32
为所述第三透镜的所述第二面的曲率半径；
d3为所述第三透镜的中心厚度；
[0015]f4为所述第四透镜的焦距，其取值为
14.19mm
；
n4为所述第四透镜的折射率；
R
41
为所述第四透镜的所述第一面的曲率半径；
R
42
为所述第四透镜的所述第二面的曲率半径；
d4为所述第四透镜的中心厚度
。
[0016]优选地，所述孔径光阑设置于所述第二透镜与所述第三透镜之间，所述第二中心孔的直径为
5mm
‑
20mm。
[0017]优选地，所述第三透镜和所述第四透镜之间设置有滤光片，所述滤光片靠近所述第四透镜设置
。
[0018]优选地，所述视场光阑的所述第一中心孔的直径为
20mm
‑
35mm。
[0019]优选地，还包括环境光传感器和控制器，所述环境光传感器设置于所述视场光阑内侧，用于检测进入所述视场光阑的环境光的强度，所述环境光传感器与所述接收器均与所述控制器电性连接；所述控制器接收所述环境光传感器反馈的第一电流信号
E1，所述第一电流信号
E1的大小与所述环境光传感器接收的环境光的强度呈正比；所述控制器接收所述接收器反馈的第二电流信号
S1，所述第二电流信号
S1的大小与所述接收器接收的信号光的强度呈正比
。
[0020]优选地，所述视场光阑与所述控制器电性连接，所述控制器根据所述第一电流信号
E1与所述第二电流信号
S1的大小调节所述第一中心孔的孔径；
[0021]当
E1>0.001*S1时，所述控制器控制所述第一中心孔的孔径缩小；
[0022]当
E1≤0.001*S1时，所述控制器控制所述第一中心孔的孔径保持不变
。
[0023]优选地，所述控制器控制所述第一中心孔的孔径逐步缩小，所述第一中心孔的孔径每次缩小所述第一中心孔的最大孔径的2％
。
[0024]优选地，所述孔径光阑与所述控制器电性连接，所述接收器接收饱和光线时反馈给所述控制器的第二电流信号为
S
max
，所述控制器根据实时接收的所述第二电流信号
S1的大小调节所述第二中心孔的孔径；
[0025]当
S1>0.9*S
max
时，所述控制器控制所述第二中心孔的孔径缩小；
[0026]当
0.9*S
max
≥S1≥0.3*S
max
时，所述控制器控制所述第二中心孔的孔径保持不变；
[0027]当
S1<0.3*S
max
时，所述控制器控制所述第二中心孔的孔径增大
。
[0028]优选地，所述控制器控制所述第二中心孔的孔径逐步增大或缩小，所述第二中心孔的孔径每次增大或缩小所述第二中心孔最大孔径的2％
。
[0029]优选地，所述接收器为单光子雪崩二级管
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于激光测距的口径可调接收系统，包括接收器，所述接收器封装于管壳中，所述管壳上正对所述接收器设置有光线入射窗，其特征在于，所述光线入射窗与所述接收器之间依次设置有视场光阑和接收光学结构，所述视场光阑设置于靠近所述光线入射窗的一侧，所述视场光阑设置有孔径可调节的第一中心孔，以调节入射光线区域范围，所述接收光学结构包括依次设置的多个光学透镜，多个所述光学透镜依次改变入射光线的角度，将入射光线聚焦于所述接收器，所述光学透镜之间设置有孔径光阑，所述孔径光阑设置有孔径可调节的第二中心孔，所述第二中心孔允许入射光线通过
。2.
根据权利要求1所述的用于激光测距的口径可调接收系统，其特征在于，所述光学透镜靠近所述视场光阑的一面为第一面，靠近所述接收器的一面为第二面，所述接收光学结构包括在所述视场光阑与所述接收器之间依次间隔设置的第一透镜
、
第二透镜
、
第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为凹凸透镜，所述第一透镜的所述第一面为凸面，所述第一透镜的所述第二面为凹面；所述第二透镜为双凹透镜，所述第二透镜的所述第一面与所述第二面均为凹面；所述第三透镜为双凸透镜，所述第三透镜的所述第一面与所述第二面均为凸面；所述第四透镜为平凸透镜，所述第四透镜的所述第一面为凸面，所述第四透镜的所述第二名为平面
。3.
根据权利要求2所述的用于激光测距的口径可调接收系统，其特征在于，所述第一透镜
、
所述第二透镜
、
所述第三透镜和所述第四透镜分别满足以下公式：所述第三透镜和所述第四透镜分别满足以下公式：所述第三透镜和所述第四透镜分别满足以下公式：所述第三透镜和所述第四透镜分别满足以下公式：其中，
f1为所述第一透镜的焦距，其取值为
47.51mm
；
n1为所述第一透镜的折射率；
R
11
为所述第一透镜的所述第一面的曲率半径；
R
12
为所述第一透镜的所述第二面的曲率半径；
d1为所述第一透镜的中心厚度；
f2为所述第二透镜的焦距，其取值为
‑
26.44mm
；
n2为所述第二透镜的折射率；
R
21
为所述第二透镜的所述第一面的曲率半径；
R
22
为所述第二透镜的所述第二面的曲率半径；
d2为所述第二透镜的中心厚度；
f3为所述第三透镜的焦距，其取值为
59.42mm
；
n3为所述第三透镜的折射率；
R
31
为所述第三透镜的所述第一面的曲率半径；
R
32
为所述第三透镜的所述第二面的曲率半径；
d3为所述第三透镜的中心厚度；
f4为所述第四透镜的焦距，其取值为
14.19mm
；
n4为所述第四透镜的折射率；
R
41
为所述第四透镜的所述第一面的曲率半径；
R
42
为所述第四透镜的所述第二面的曲率半径；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓曦，邓仕杰，高朕，
申请(专利权)人：传周半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：